4.1.4　水性聚氨酯樹脂的發展方向

水性聚氨酯未來全球發展趨勢隨著經濟發展和人們生活水平的提高，各國對揮發性有機物及有毒物的限制越來越嚴格，20世紀90年代，國際上興起“綠色革命”，促進全球工業向“綠色”方向邁進。而水性聚氨酯在其中將起到不可忽視的作用。水性聚氨酯分散體（PUD）的低VOC含量，符合發展綠色工業的“三前提”（資源、能源、無污染）及“四E”原則[經濟（economye）、效率（efficiency）、生態（ecology）、能源（energy）]。進入21世紀第一年，世界PUD年產量已達25萬噸。歐洲、美洲PUD年均增長率超過5%，亞洲年均增長率超過10%。PUD在工業水性漆、建筑涂料、材料涂層、水性膠等擁有很大的發展空間。國外經過幾十年發展，PUD產品在汽車涂料、皮革涂飾劑、膠黏劑等領域已接近或達到溶劑型產品水平，PUD的合成技術已較成熟，未來發展趨勢是增加PUD的新功能、提高附加值、開發規模生產和應用領域、開發先進工藝技術。

從1937年德國Otto Bayer開發了聚氨酯化學以來，人們對聚氨酯樹脂優異的化學性能已有了充分的認識。聚氨酯樹脂廣泛應用于許多領域。在涂料領域中，由于其許多優異性能，廣泛用于汽車、火車、飛機、船舶、電子、電器、建筑、家居裝潢等領域的裝飾和保護，現已公認聚氨酯涂料是一類性能優良的高品位涂料。但目前大多數聚氨酯涂料仍以溶劑型為主，含有較多的有機溶劑和一定量的游離異氰酸酯，在施工應用中，氣味大、易揮發、使用時造成空氣污染、易燃，或多或少具有毒性，影響了人們的環境和健康。近20年來，一些發達國家制訂了環保法規對VOC進行限制和對環境污染進行控制，要求保護地球環境的呼聲越來越高漲，這些因素使一度未受到重視的水性聚氨酯涂料的研究開始活躍起來，在品種和應用方面有了長足的進步。

水性聚氨酯雖然生產時間不長，但發展卻相當迅速。1943年德國人P.Schlack首次成功地制備了水性聚氨酯。聚氨酯涂料用水代替有機溶劑，在當時來說簡直是科學上的奇跡。要解決眾所周知的異氰酸酯和水反應的問題，對聚氨酯制造商來說無疑是一場挑戰和技術上的突破，因此水性聚氨酯涂料的產生引起了人們相當大的興趣和商業界的重視。20世紀60年代，Bayer公司的Dieterich博士^[6]發明了一種內乳化法，提高了水性聚氨酯的穩定性，獲得了優良的成膜性。1967年水性聚氨酯首次實現工業化并在美國市場問世。1972年Bayer公司率先將水性聚氨酯用作皮革涂飾劑，水性聚氨酯開始成為重要商品。70年代后期，降低了其成本，從而拓寬了市場。80年代是水性聚氨酯在生產、應用等方面的完善時期。80年代中期，水性聚氨酯的改性有了進一步突破。90年代以來，研究人員在水性聚氨酯的合成方法和原料上做了進一步的開發和研究，大大提高了其儲存性和使用性。

國內水性聚氨酯的研究始于20世紀70年代，因種種原因進展緩慢。但由于國內科研工作者做了大量的研究工作，水性聚氨酯也已實現了工業化生產。

隨著水性聚氨酯更廣泛、更深入的應用，對其性能的要求也進一步提高，今后的水性聚氨酯將朝著高科技含量、高性能、多功能性方向發展。實踐證明，環氧樹脂、丙烯酸酯、有機硅以及納米材料復合改性都可以很好地提高水性聚氨酯的綜合性能。今后應進一步加強復合改性技術的理論研究，深入研究各種因素對復合改性性能的影響，以便把產品做得更好。還要充分利用聚氨酯分子的可設計性，探索新的合成方法和工藝，在聚氨酯鏈上引入特殊功能的分子結構，以獲得具有更多功能的復合水性聚氨酯。同時應重視應用技術的研究，加速復合改性水性聚氨酯的生產和推廣，這將具有重要的實踐意義。隨著經濟的發展和水性聚氨酯消費需求的增大，以及科研人員的努力，高性能的復合改性水性聚氨酯必將取得長足的發展，在許多領域正逐步取代溶劑型聚氨酯涂料，并顯示出巨大的社會效益和經濟效益。